JP2005291665A

JP2005291665A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2005291665A
Application number: JP2004110669A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ueda; 真典上田; Tsuneo Nishimura; 常男西村; Yoshikata Uchiyama; 義方内山
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】気化式燃焼装置のアース棒を廃止することでコストダウンを行うと共に着火性能を向上させる。
【解決手段】燃料を気化し、その気化ガスと燃焼用空気を混合する気化部と、該気化部の開口部分に取り付けたバーナヘッドを備え、このバーナヘッド上面或いは側面に多数の主炎孔を形成する燃焼装置に於いて、前記主炎孔に対向する所定位置に点火プラグ５０を設け、この点火プラグ５０に近い主炎孔２５で、点火プラグ５０に遠い円周部分に突起５２を設けたものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、石油等の燃料を燃焼させて暖房を行う暖房機等に用いられる燃焼装置に関するものである。

従来より、この種のものにおいては、例えば、燃料を気化し、その気化ガスと燃焼用空気を予混合する気化筒と、該気化筒の開口部分に取り付けたバーナヘッドと、該バーナヘッドを内設する外筒と、前記バーナヘッドの下方の周囲をリング状に覆うようにバーナヘッドと外筒との間に配設されたバーナヘッドリングとを備えた燃焼装置に於いて、前記バーナヘッド上面に主炎孔を形成すると共に、バーナヘッドの側面周壁にバーナヘッドリングによりヒートバックを取るための補助炎孔を形成し、前記主炎孔はバーナヘッド上面に外周から中心に向かって同心円状にかつ内側と外側が千鳥足状になるように複数形成すると共に、補助炎孔をバーナヘッドの側面周壁に略等間隔に複数形成した燃焼装置であり、前記主炎孔に対向して点火プラグとこの点火プラグから放電を行うために、この点火プラグ先端から所定距離を保ってアース棒が一対で設けられていた。（例えば、特許文献１参照）
特開平１０−１８５１１８号公報

この従来のものをコストダウンするために、アース棒の廃止を行う場合、図８〜１０で示す様に、点火プラグ１０１からバーナヘッド１０２に向けて直接放電をしてバーナの点火を行ていたので、点火プラグ１０１から主炎孔１０３へ向けての放電位置が安定せず、また混合ガスとの接触の度合いが少ないために、着火時間の遅れや点火時の不燃ガスの発生、振動燃焼、爆発燃焼等の問題があった。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、燃料を気化し、その気化ガスと燃焼用空気を混合する気化部と、該気化部の開口部分に取り付けたバーナヘッドを備え、このバーナヘッド上面或いは側面に多数の主炎孔を形成した燃焼装置に於いて、前記主炎孔に対向する所定位置に点火プラグを設け、この点火プラグに近い主炎孔で、点火プラグに遠い円周部分に突起を設けたものである。
また、前記点火プラグに近い主炎孔で、点火プラグに遠い円周部分からその隣の主炎孔まで継続して突起を設けたものである。
また、前記点火プラグから２番目に近い主炎孔を円筒状に突出したものである。

この発明によれば、アース棒を廃止することでコストダウンになり、また放電位置が安定し着火をよりスムーズに行うことができるようになった。

次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

１は有底円筒状の気化筒で、その内部を燃料の気化可能温度まで加熱するシーズヒータ２が埋設されており、気化させた燃料と燃焼用空気とを予め混合して予混合気とするものである。

３はノズルホルダーで、気化筒１内に燃焼用空気を供給するための燃焼用空気口４と、２次空気を供給するための２次空気用口５が設けられ、前記燃焼用空気口４の内部には燃料を噴出する燃料供給用ノズル６を配設し、その燃焼用空気口４を気化筒１の側壁の下方に形成してある差込口７に差し込んで固定し、前記燃料供給用ノズル６を気化筒１内に臨ませてあるものである。

８はバーナ取付台で、板状の取付面９の略中央に通気孔１０を形成し、その通気孔１０の近くに該通気孔１０に比べて小径でノズルホルダー３の２次空気用口５をＯリング１１を介在させて接続する２次空気孔１２が形成され、また、通気孔１０のまわりにはねじ止め用孔１３が多数形成されている。
また、取付面９を水平に位置させた時の正面部分の一辺を上向きに略直角に折り曲げて、その両端にユニット固定孔１４を形成した前面取付部１５を設け、更に取付面９を水平に位置させた時の左側部分の一辺を下向きに略Ｌ字状に折り曲げて案内部１６を設けたものである。

１７は有底円筒状のヒータカバーで、気化筒１を内設してその開口部分がバーナ取付台８の通気孔１０の下部に位置するようにバーナ取付台８にねじ１８にて固定し、さらに気化筒１とバーナ取付台８との間にポットパッキン１９を介在させ密着させて固定するものである。
また、ヒータカバー１７の底面には、気化筒１内にねじ込まれて気化筒１内の温度を検知するポットサーミスタ２０が固定され、更に下方のバーナサーモ取付板２１には気化筒１内の異常過熱を検知するバーナサーモスタット２２がねじ２３にて固定されているものである。

２４は有底円筒状のバーナヘッドで、バーナ取付台８の通気孔１０の上部に底面側を上にして上面として配設され、その上面には外周から中心に向かって主炎孔２５が同心円状に、そして外側と内側の該主炎孔２５が千鳥足状に形成され、該主炎孔２５の形成されたバーナヘッド２４の上面部分の内側の面には、金網からなる上部多孔部材２６が張設され、また、バーナヘッ２４の周壁には、横長の形状をした補助炎孔２７が略等間隔に複数形成され、該補助炎孔２７の内周及び外周には、筒状の金網からなる内周多孔部材２８と外周多孔部材２９とが、その該補助炎孔２７を覆うように張設されており、バーナ取付台８の通気孔１０の上部に位置して配設されるものである。

３０は抵抗板で、中央の開口部分が下方に向かって一体絞りされて開口突部３１が形成され、該開口突部３１の上面の開口部分には金網からなる抵抗板用多孔部材３２が張設され、そしてバーナヘッド２４内部上方に配設されて該バーナヘッド２４内部の空間を上下に仕切り、開口突部３１の内側の先端から抵抗板３０により仕切られたバーナヘッド２４内部の上方の空間を通って主炎孔２５までの予混合気の通過する主炎孔路ａを形成するものである。

３３は有底筒状のバーナ整流キャップで、その底面部分には抵抗板３０の開口突部３１の外径より大きい開口部３４が形成されており、また、底面の反対側の開放部分はその端部を断面Ｌ字状にして鍔部３５を形成しているものである。
そして開口部３４を上方にして、その開口部３４に抵抗板３０の開口突部３１の一部が挿入された状態でバーナヘッド２４内に配設され、それにより開口突部３１の外周と開口部３４との間にすき間が生じて補助炎孔路入口３６を形成すると共に、該補助炎孔路入口３６から抵抗板３０により仕切られたバーナヘッド２４内部の下方の空間を通って補助炎孔２７までの予混合気の通過する補助炎孔路ｂを形成するものである。

３７は整流筒で、中央の開口部分が下方に向かって一体絞りされて開口突起部３８が形成され、該開口突起部３８の上方の開口部分は、外側の第１鍔部３９と該第１鍔部３９より低い内側の第２鍔部４０の二段の鍔状部分により鍔状部４１が形成されているものである。

４２はバーナ整流板で、中央に整流孔４３が形成された円板部４４に断面Ｌ字状の脚部４５が略等間隔で３つ設けられ、整流孔４３の上方に抵抗板３０の開口突部３１の先端中央が位置するように脚部４５が整流筒３７の第２鍔部４０に固定されている。

そして、バーナ整流板４２の固定された整流筒３７の第１鍔部３９とバーナ整流キャップ３３の鍔部３５とが、カシメやスポット溶接などにより一体化され、整流筒３７の開口突起部３８が気化筒１内に臨むような状態でバーナヘッド２４内部から気化筒１の開放部分の内部にかけて配設されるものである。

４６はバーナヘッドリングで、バーナヘッド２４の周囲下方よりリング状に補助炎孔２７を覆うように配設したもので、バーナ取付台８にバーナヘッド２４と共にねじ４７にて固定され、バーナヘッド２４の補助炎孔２７に形成される炎により加熱され、シーズヒータ２により加熱されなくとも、気化筒１を燃料の気化可能温度に保つ、いわゆるヒートバックを取るものである。

４８は外筒で、一端を熱交換器（図示せず）と連通させ、他端にはバーナヘッド２４が筒内略中央に位置するように、バーナヘッド２４と気化筒１が取り付けられたバーナ取付台８が取り付けられるもので、バーナ取付台８が取り付けられる端部内側には、ノズルホルダー３の２次空気用口５と連通して２次空気を筒内のバーナヘッド２４の上方に噴き出す２次空気噴出部４９が形成され、また、バーナヘッド２４より噴き出す予混合気を点火する点火プラグ５０を、炎の状態を検知するフレームロッド５１とが外筒４８内に臨むように固定されている。

前記点火プラグ５０はセラミックの碍子５２にて前記外筒４８の側面に設けられた開口５３に取り付けられ、できるだけ主炎孔２５から噴出する火炎の妨げに成らないように点火プラグ５０の先端は同心円状に外周から中心に向かって設けられた前記主炎孔２５よりも更に外側に位置して設けられている。
更に着火性能を向上させるため、図３〜４に示すように点火プラグ５０に近い主炎孔２５の、点火プラグ５０から遠い部分の円周（点火プラグ５０に対して反対側の円周縁部分）を上方に突出させて放電突起５２を設け、点火プラグ５０から発せられる放電アークが点火プラグ５０に近い主炎孔２５の上方を確実に横切って前記放電突起５２に放電が行われる事で着火時主炎孔２５から噴出する混合ガスと放電アークを確実に接触させ着火時間の遅れや点火時の不燃ガスの発生、振動燃焼、爆発燃焼等を防止するものである。

次にこの燃焼装置の燃焼動作について説明する。
まず、シーズヒータ２により高温に加熱されている気化筒１内に燃料供給用ノズル６から燃料を噴射して気化させると共に、ノズルホルダー３の燃焼用空気口４から気化筒１内に燃焼用空気が供給されることにより、燃料の気化ガスと燃焼用空気が気化筒１内で予め混合されて予混合気となる。

この予混合気が気化筒１内を上昇して、気化筒１内に位置する整流筒３７の開口突起部３８からバーナヘッド２４内へ流入する。
この時、一体絞りにより径を小さくし容積も小さい開口突起部３８から、径が大きく容積も大きいバーナ整流キャップ３３内に予混合気が流入することで、チャンバー効果や体積膨脹による拡散効果により、予混合気の混合状態がさらに均一になってより良好になる。

そして、その予混合気は、開口突起部３８からバーナ整流板４２の円板部４４の整流孔４３へ直進してバーナ整流板４２を通過して抵抗板３０の開口突部３１へと向かう大部分の予混合気と、バーナ整流板４２の脚部４５間を通過する一部の予混合気とに分かれる。

さらに、そのバーナ整流板４２の脚部４５間を通過した予混合気は、そのまま上昇して補助炎孔路入口３６へと向かう予混合気と、再び抵抗板３０の開口突部３１へ戻って、バーナ整流板４２の円板部４４の整流孔４３へ直進して抵抗板３０の開口突部３１へと向かう大部分の予混合気と合流する予混合気とに分かれ、このように合流することにより抵抗板３０の開口突部３１へと向かう予混合気の混合がさらに均一になってより良好になるものである。

そして、抵抗板３０の開口突部３１内を上昇する予混合気は、開口突部３１から始まる主炎孔路ａを通過して、バーナヘッド２４の上面の主炎孔２５より噴き出し、また、補助炎孔路入口３６へ向かった予混合気は、補助炎孔路入口３６から始まる補助炎孔路ｂを通過してバーナヘッド２４側壁に形成した補助炎孔２７より噴き出す。

そして、点火プラグ５０により点火動作を行うと、主炎孔２５及び補助炎孔２７より噴き出していた予混合気が着火して、主炎孔２５ではバーナヘッド２４の上方向に炎を形成し、補助炎孔２７ではバーナヘッド２４の側壁から横方向に炎を形成する。

この時、点火プラグ５０から発せられる放電アークが点火プラグ５０に近い主炎孔２５の上方を確実に横切って前記放電突起５２に放電が行われる事で着火時主炎孔２５から噴出する混合ガスと放電アークを確実に接触させ着火時間の遅れや点火時の不燃ガスの発生、振動燃焼、爆発燃焼等を確実に防止するものである。

また、主炎孔２５をバーナヘッド２４上面に設けて、炎を外筒４８の長手方向と同方向に形成するので、外筒４８の内周面を主炎孔２５の炎で過熱することがなく、また、外周から中心に向かって同心円状に、そして外側と内側の該主炎孔２５を千鳥足状に形成することにより、限られた面積でより多くの炎孔を形成することができ、また、炎同士が干渉し合わずに円滑に炎を形成できるものである。

また、主炎孔路ａを通過する予混合気は、抵抗板用多孔部材３２及び上部多孔部材２６により、また、補助炎孔路ｂを通過する予混合気は、内周多孔部材２８及び外周多孔部材２９を通過することにより保炎効果をより高めると共に、着火性を向上させているものである。

ここで、補助炎孔２７は、燃焼火力が増減して炎の大きさが変化しても、バーナリング２４によりヒートバックが過不足なく取れる程度の炎になるように、孔の大きさや数が設けられているため、外筒４８の直径を小さくして該外筒４８の内周をバーナヘッド２４に近づけても、補助炎孔２７の炎により過熱されることがないため、外筒４８の直径を小さくでき、それによりこの燃焼装置を搭載する機器本体を小さくすることができるものである。

また、第２の実施例として図５〜６で示すように、点火プラグ５０に近い主炎孔の、点火プラグ５０から遠い円周部分より、その隣の主炎孔まで継続して放電突起５３を設ければ、放電突起５２の加工も簡単にでき、より着火性能を向上させることができるものである。

また、第３の実施例として図７で示すように、点火プラグ５０から２番目に近い主炎孔２５を円筒状に突出して放電突起５２を設けることでもより着火性能を向上させることができるものである。

なお、この実施例では、気化筒１の開口部分を上にして垂直方向に立てた状態、つまりたて形の状態で説明したがこれに限定されず、気化筒１の開口部分を横にして水平方向に倒した状態、つまりよこ形の状態にしても何ら変わりがないものである。

この発明の一実施例を付した燃焼装置を示す要部断面図。同分解斜視図。同点火プラグと放電突起との関係を示す斜視図。同放電の状態を示す拡大斜視図。この発明の第２実施例の要部拡大斜視図。同点火プラグと放電突起との関係を示す斜視図。この発明の第３実施例の要部拡大斜視図。従来例の要部平面図。同点火プラグと主炎孔の関係を示す斜視図。同放電の状態を示す拡大斜視図。

符号の説明

１気化筒
２４バーナヘッド
２５主炎孔
２７補助炎孔
５０点火プラグ
５２放電突起

Claims

燃料を気化し、その気化ガスと燃焼用空気を混合する気化部と、該気化部の開口部分に取り付けたバーナヘッドを備え、このバーナヘッド上面或いは側面に多数の主炎孔を形成した燃焼装置に於いて、前記主炎孔に対向する所定位置に点火プラグを設け、この点火プラグに近い主炎孔で、点火プラグに遠い円周部分に突起を設けた事を特徴とする燃焼装置。
前記点火プラグに近い主炎孔で、点火プラグに遠い円周部分からその隣の主炎孔まで継続して突起を設けた事を特徴とする燃焼装置。
前記点火プラグから２番目に近い主炎孔を円筒状に突出した事を特徴とする燃焼装置。